管道工程施工-沟槽开挖及回填的质量通病及防治

2013年1月31日市政管道工程施工沟槽开挖及回填的质量通病及防治主讲人：郭福第一部分、常见开挖质量通病一、边坡塌方1．现象：在挖槽过程中或挖槽之后，边坡土方局部或大部分坍塌或滑坡。2．原因分析(1)为了节省土方，边坡坡率过陡(不符合规范规定)或没有根据槽深和土质特性建成相应坡率的边坡，致使槽帮失去稳定而造成塌方。(2)在有地下水作用的土层或有地面水冲刷槽帮时，没有预先采取有效的排、降水措施，土层浸湿，土的抗剪强度指标凝聚力c和内摩擦角β降低，在重力作用下，失去稳定而塌方。(3)槽边堆积物过高，负重过大，或受外力震动影响，使坡体内剪切力增大，土体失稳而塌方。(4)土质松软，挖槽方法不当而造成塌方。3．危害：由于塌方易使地基受到扰动，使下道工序难以进行。严重的会影响槽边以外建筑物的稳定和安全，易造成人财物的损失。4．预防措施(1)根据土壤类别，土的力学性质确定适当的槽帮坡度。实施支撑的直槽槽帮坡度一般采用1：0.05。大开槽的槽帮坡度可参照表1的规定。(2)较深的沟槽，宜分层开挖。人工开挖多层槽的中槽和下槽．机械开挖直槽时，均需按规定进行支撑以加固槽帮。其支撑形式、方法和适用范围可参照表2确定表1.大开槽槽帮坡度土壤类别槽帮坡度（高：宽）槽深3m槽深3～5m砂土1：0.751：1.00亚砂土1：0.501：0.67亚粘土1：0.331：0.5粘土1：0.251：0.33干黄土1：0.201：0.25表2.支撑方法和适用范围支撑名称支撑方法适用范围坡脚短桩打入小短木桩，一半外露，一半在地下，外露部分背面钉上横木板，然后填土部分地段下部放坡不足，为保护坡脚，防止坍塌断续式水平支撑三至五块横板水平放置，紧贴槽帮，方木立靠在横板上，再用圆木或工具式横撑顶紧方木湿度较小的粘性类土、槽深小于3m连续式水平支撑横板水平密排，紧贴槽帮，方木立靠在横板上，两侧同时设置，用方木或工具式横撑顶紧方木容易坍塌，但容许支撑的砂性土，槽深在3～5m时连续式垂直支撑木板密排垂直放置，紧贴两侧槽帮，用方木水平靠在立板上，以撑木顶紧方木，并用木楔容易坍塌，并需要随挖随支撑的砂性土企口板桩支撑挖直槽深50～100cm，将板桩插入导架，沿底槽边密排，人工用锤打入土内随打随挖。用方木紧贴板桩，横撑顶紧方木。挖槽见底后需调整横撑位置地下水比较严重，有流砂现象，不能排板，只能随打板桩随挖土时钻孔埋钢梁式支撑用D400螺旋钻钻孔，伸入槽底1～1.5m，在孔内下工字钢，随挖土随固定横工字钢和横撑，并下立挡土板，横方木放在工字钢之间，别住挡土板槽深大于4m，有可能坍塌的直槽时(3)掌握天然排水系统和现况排水管道情况，做好地面排水和导流措施。当沟槽开挖范围内有地下水时应采取排降水措施。将水位降至槽底以下不小于0.5m，并保持到回填土完毕。(4)挖槽土方应妥善安排堆存位置。一般情况堆在沟槽两侧。堆土下坡脚与槽边的距离应根据槽深、土质、槽边坡来确定。其最小距离为1.0m。若计划在槽边运送材料，有机动车通行时，其最小距离为3.0m，当土质松软时不得小于5.0m。(5)沟槽挖方，在竖直方向，应自上而下分层，从平面上说应从下游开始分段依次进行，随时做成一定坡势，以利排水。沟槽见底后应及时施工下一道工序，以防扰动地基。5．处治方法：沟槽已经塌方，要及时将塌方清除，按规定做支撑加固措施二、槽底泡水1．现象：沟槽开挖后槽底土基被水浸泡。2．原因分析：(1)天然降水或其他客水流进沟槽。(2)对地下水或浅层滞水，未采取排降水措施或排降水措施不力。(3)危害；槽基被浸泡后，地基土质变软，会大大降低其承载力，引起管渠基础下沉，造成管渠结构折裂损坏．3．预防措施：(1)雨季施工，要将沟槽四周叠筑闭合的土埂，必要时要在埂外开挖排水沟，防止客水流入槽内。(2)下水道接通河道或接入旧雨水管渠的沟段，开槽应在枯水期先行施工，以防下游水倒灌入沟槽。(3)在地下水位以下或有浅层滞水地段挖槽，应使排水沟，集水井或各种井点排降水设备经常保持完好状态，保证正常运行。(4)沟槽见底后应随即进行下一道工序，否则，槽底以上可暂留20cm土层不予挖出，作为保护层。4．治理方法：(1)沟槽已被泡水，应立即检查排降水设备，疏通排水沟，将水引走、排净。(2)已经被水浸泡而受扰动的地基土，可根据具体情况处治。当土层扰动在10cm以内时，要将扰动土挖出，换填级配砂砾或砾石夯实；当土层扰动深度达到30cm但下部坚硬时，要将扰动土挖出，换填大卵石或块石，并用砾石填充空隙，将表面找平夯实。三、槽底超挖1．现象：所开挖的沟槽槽底，普遍或局部或个别处低于设计高程，即槽底设计高程以下土层被挖除或受到松动或扰动。2．原因分析：(1)测量放线的错误，造成超挖。(2)采用机械挖槽时，司驾人员或指挥、操作人员控制不严格，局部多挖。3．危害：(1)超挖部分要回填夯实，造成工力浪费。(2)回填夯实的原土或其他材料的密实度，均不如原状土均匀，易造成不均匀沉降。4．预防措施：(1)加强技术管理、认真落实测量复核制度，挖槽时，要设专人把关检验。(2)使用机械挖槽时，在设计槽底高程以上预留20cm土层，待人工清挖。5．治理方法：(1)干槽超挖在15cm以内者，可用原土回填夯实，其密实度本应低于原地基天然土的密实度。(2)干槽超挖在15cm以上者；可用石灰土处理，其密度不应低于轻型击实时95％。(3)槽底有地下水，或地基土地含水量较大，不适于加夯时，可用天然级配砂砾回填。四、槽底土基受冻1．现象：进入冬季挖槽，当日平均气温在5℃或5℃以下，或日最低气温在0℃或0℃以下时，挖至槽底未采取防护措施，槽底土基受冻。2．原因分析：冬季挖槽见底后，没有在当日进行下道工序施工，又未采用覆盖防冻措施。3．危害：遭受冻结的土层较原状土体积增大，在回填后，冻土层融化，产生融沉。融沉时的变形包括沉陷变形和负荷压缩变形两种。因此，槽底土层冻结，往往是形成管渠基础不均匀沉降，造成结构断裂的潜在原因。4．预防措施：(1)当挖槽见底后，若不能立即进行下道工序时，应保留30cm挖松的土层，以作为防护层。(2)当日最低气温在0℃或0℃以下时，沟槽见底，可用单层塑料布、单层或多层草帘覆盖槽底。5．治理方法：将槽底结冻的土层全部挖出，根据冻层厚度及扰动深度，可参照“槽底超挖”的处治方法处理五、沟槽断面不符合要求1．现象：沟槽坡脚线不直顺，槽帮坡度过陡槽底宽度尺寸不够。2．原因分析：(1)施工技术人员在编制施工组织设计之前没有认真学习设计图纸和规范要求，没有充分了解挖掘地段的土质、地下构筑物、地下水位以及施工环境等情况，所砌定的挖槽断面不合理。(2)挖槽的操作人员或机械开槽的司驾人员不按要求的开槽断面施工，又管理不力，一味图省工、省力。3．危害：大量的施工实践证明，不合理的窄槽、陡槽是人身伤亡事故的直接祸根，是影响操作造成工程质量低劣的重要原因。4.预防措施：(1)施工技术人员要认真学习设计图纸和施工规范，充分了解施工环境。在研究确定挖槽断面时，既要考虑少挖土、少占地，更要考虑方便施工，确保生产安全和工程质量，做到开槽断面合理。(2)开槽断面系由槽底宽、挖深、槽层、各层边坡坡率以及层间留台宽度等因素确定。槽底宽度，应为管道结构宽度加两侧工作宽度。每侧工作宽度数可按照表3的规定选用.(3)操作人员要按照技术交底中合理的开槽断面和施工操作规程施工。表3.管道结构每侧工作宽度管道结构宽（mm）每侧工作宽度（m）金属管道及砖沟非金属管道200～5000.30.4600～10000.40.51100～15000.60.61600～20000.80.85．治理方法：(1)在只有槽底宽度较窄，不影响生产安全的情况下，在槽底部两侧削挖坡脚，加设短木护桩，使槽底宽度达到要求。(2)对于危及人身安全或严重影响操作，难以保证工程质量的不符合要求的槽宽，可在慎重研究，采取安全措施后，另行劈槽，直到符合标准为止。六、堆土不符合规定1．现象：土方堆放位置不妥当，槽边堆土超高，推土堵塞排水出路，堵塞施工通道；严重时在已安装的管道上、盖板方沟上超高堆土。2．原因分析：(1)管渠工程土方堆放问题，在施工管理人员中是常常被忽视的。(2)施工管理人员、操作人员对堆土的有关规定不熟悉，或虽知道，但执行、落实不坚决不彻底。3、危害：(1)槽边堆土超高：靠近槽边堆土，加大对槽帮的土压力，易造成坍槽．危及操作人员安全和管渠结构安全。(2)堆土靠近槽边不留通道：一则影响施工材料、设备运输；二则遇风吹、雨冲或其他震动，堆土易溜入槽内，影响施工操作，影响工程质量。(3)在已完工的管渠上超高堆土：易使管道结构压裂、渠道盖板压断。(4)在房根、墙根超高堆土：由于土的侧压力特别在雨水将堆土浸湿下沉，侧压力骤增时，超过墙体允许的侧压力，易压倒房墙。4．预防措施：(1)在开槽挖土之前，施工技术人员要根据施工环境、施工季节和作业方式，制定安全、易行、经济合理的堆土、弃土、运土、存土的施土方案。并作详细的施工技术交底。(2)全面熟悉和认真执行有关堆土的规定。(3)在回填的管道上堆土，其堆土高度与管道现有覆土深度之和不得大于该管道设计上允许的覆土深度。普通混凝土和钢筋混凝土排水管一般不超过6m，管壁加厚加重钢筋混凝土管一般不超过12m。5．治理方法：对不符合规定的堆土，要根据具体情况，采取补救措施进行处理。严重违犯规定的要重新整治或装运倒除。一、超厚回填1．现象：一种是路基填方，一种是沟槽回填土，不按规定的虚铺厚度回填。严重者，用推土机一次将沟槽填平。2．危害：不能将所铺层厚内的松土全部达到要求的密实度。如是道路，将造成路基和路面结构沉陷，如是管道，其胸腔部位便达不到要求的密实度，使胸腔部位的土压力小于管顶土压力和地面荷载，可能造成管体上部破裂，无筋管还可能被压扁。第二部分、回填常见质量通病3．原因分析：(1)施工技术人员和操作工人对上述危害不了解或认识不足。(2)技术交底不清或质量控制措施不力。(3)施工者有意偷工不顾后果。4、治理方法：(1)加强技术培训，使施工技术入员和操作人员了解分层压实的意义。(2)要向操作者作好技术交底，使路基填方及沟槽回填土的虚铺厚度不超过有关规定。(3)严格操作要求，严格质量管理；惩戒有意偷工者。二、倾斜碾压1．现象：在填筑段内随高就低，使碾轮爬坡碾压。2.原因分析：在填筑段未将底层整平，即进行填筑，或在沟槽内填筑高度不一，使碾轮在带有纵坡的状态下碾压。3．危害：碾轮压实重力产生分力损失在纵坡上使碾轮重不能发挥最大的压实功能，坡度越大损失的压实功就越大。4．治理方法：在路基总宽度内，应采用水平分层方法填筑。路基地面的横坡或纵坡陡于1：5时应作成台阶。回填沟槽分段填时，应分层倒退留出台阶。台阶高等于压实厚度，台阶宽不小于1m。三、挟带大块回填1．现象：填土中带有大砖块、大石块、大混凝土块、大硬土块。2．危害：填土中挟带块状物，妨碍土颗粒间相互挤紧．达不到整体密实效果。另一方面块状物支垫碾轮，产生叠砌现象，使块状物周围留下空隙，日后发生沉陷。3．原因分析：(1)不了解较大块状物掺入土中对夯实的不利影响。(2)不愿多运弃土方和杂物。(3)或交底不明确，或控制不严格。4．治理方法：(1)在回填土交底中要向操作者讲明带块状物回填的危害，使操作者能自觉遵守。(2)要严格管理，对填土中的大砖块、大石块、大混凝土块要取出，对大于10cm的硬土块打碎或取出。四、挟带有机物或过湿土的回填1．现象：在填土中含有树根、木块、杂草或有机垃圾等杂物，或过湿土。2．原因分析：(1)路基填土中不能含有机物质，本是最基本常识，主要是施工操作者技术素质过低，管理者控制不严。(2)取土土源含水量过大；或备土遇雨，造成土过湿，又不加处理直接使用。3．危害:有机物腐烂，会形成土体内的空洞。超过压实最佳含水量的过湿土，达不到要求的密实度，都会造成路基不均匀沉陷，便路面结构变形。4．治理方法：(1)属于填土路基，在填筑前要清除地面杂草、淤泥等，过湿土及含有有机质的土一律不得使用；属于沟槽回填，应将槽底木料、草帘等杂物清除干净；(2)过湿土，要经过晾晒或掺加干石灰粉，降低至